西安航空职业技术学院
毕业设计（论文）任务书
题目：基于单片机的红绿灯设计
任务与要求：
交通信号灯能够控制东西、南北两个方向的交通，红绿黄灯用对应颜色的发光二极管代替; 用四个2位数码管分别显示东、南、西、北方向的通行时间，东西或南北通行时间为30秒，红绿灯切换中间黄灯闪烁5秒时间：2013年9月1日至2013年11月1日共8周
所属系部：自动化工程系
学生姓名：学号： 11
专业：生产过程自动化
指导单位或教研室：计算机控制教研室
指导教师：职称：助教
西安航空职业技术学院制
毕业设计(论文)进度计划表
摘要
在日常生活中，交通灯作为管理交通、调协车辆的一个便捷的手段，起着很大的作用。各种交通工具、行人都要根据交通灯的变化来决定是否前行，通行的时间的规定协调了它们的步伐，极大的减少了由于交通混乱引起的各种事故的发生。因此，一个完善的交通系统中，交通灯是必不可少的设备，一个完善的交通灯程序会更有效的管理当前道路中出现的实际情况，使车辆、行人的行进变得更顺畅、更和谐。
随着我国国民经济的快速发展，我国机动车辆发展迅速，而城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，交通拥挤和堵塞现象时常出现。如何利用当今计算机和自动控制技术，有效地疏导交通，提高城镇交通路口的通行能力，减少交通事故是很值得研究的一个课题。目前，国内的交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、绿、黄三颜色的指示灯加上一个倒计时的显示器来控制行车。
关键字：交通灯；单片机；MSC-51；计时
Abstract
In daily life , traffic lights as traffic management , co-ordination of the vehicle a convenient means , plays a big role . Various modes of transport , pedestrians should be based on the traffic lights change to decide whether to move forward, the passage of time coordinating their pace required , greatly reducing the traffic chaos caused by various accidents. Therefore, a comprehensive transportation system, traffic lights are essential equipment , a complete traffic lights would be more effective in the management of the current road situation occurs , the vehicle , a pedestrian road becomes smoother and more harmonious .
With China's rapid economic development, China's rapid development of motor vehicles , while the urban road construction due to historical and other reasons is lagging behind, traffic congestion and jams often occur . How to take advantage of today's computers and automatic control technology, effective flow of traffic, improve urban traffic junction capacity and reduce traffic accidents is a topic worthy of study . At present , the domestic traffic lights generally located at the crossroads, prominently with red , green and yellow three color LED display with a countdown to control traffic.
Key words：traffic light；SCM；MSC-51；timing
目录
1绪论 (1)
1.1单片机的发展 (1)
1.2单片机的定义 (2)
1.3单片机的特点 (2)
1.4单片机的应用领域 (3)
2任务分析与设计思路 (5)
2.1任务分析 (5)
2.1.1本次设计要求 (5)
2.2设计思路 (5)
3总体设计 (7)
3.1单片机内部资源分布图 (7)
3.2单片机交通控制系统的基本构成及原理 (8)
3.3软件结构框图 (8)
3.4软硬件分工 (9)
4详细设计 (10)
4.1设计电路 (10)
4.2交通灯电路 (10)
4.2.1数码管的工作原理 (12)
4.2.2 I/O口扩展 (13)
4.2.3单片机的RP1 (13)
4.2.4 单片机硬件结构 (14)
4.3软件框图 (16)
4.3.1主程序流程图 (16)
4.3.2显示子程序流程图 (17)
附录 (19)
结束语 (19)
谢辞 (26)
参考文献 (27)
1绪论
在城市能很明显的感受到交通的日益拥堵，各种各样的问题都会出现在马路上，像行人穿马路，车辆的行进，都少不了交通灯的指挥，可以说如果没有了交、通灯，交通将会瘫痪。所以交通灯有着不可或缺的重要地位。
1.1单片机的发展
单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。
SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。
MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU 的重任不可避免的落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips 公司。
Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩。
单片机是嵌入式系统的独立发展之路，像MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC 化趋势，随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。
单片机作为微型计算机的一个重要分支，应用面很广，发展很快。自单片机诞生至今，已发展为上百种系列的近千个机种
单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适合与控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机是由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件；中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
单片机的发展分为4个阶段：
第一阶段（1974-76年）：单片机初级阶段。因为受工艺限制，单片机采用单片的形式而且功能比较简单。例如美国仙童公司生产的F8单片机，实际上只
包括了8位CPU，64个字节的RAM和2个并行接口。
第二阶段（1976-78年）：低性能单片机阶段。以Intel公司生产的MCS-48系列单片机位代表，该系列单片机片内集成有8位CPU，8位定时器/计数器，并行I/O接口，RAM和ROM容量较小，且寻址范围不大与4KB。
第三阶段（1978-83年）：高性能单片阶段。这个阶段推出的单片机普遍带有串行接口。多级中断系统，16位定时器/计数器，片内ROM,RAM容量加大，且寻址范围可达64KB，有的片内还带有A/D转换器。
第四阶段（1983至今）:8位单片机巩固发展以及16位单片机，32位单片机推出阶段。此阶段的主要特征是：一方面发展16位单片机，32位单片机及专用型单片机。
1.2单片机的定义
单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它其有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同事集成诸如通讯接口、定时器、实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机也被称为微控制器（Micro Controller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机有芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来，最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU 集成在一个芯片中，使计算机系统更小、更容易集成于复杂而对体积要求严格的控制设备忠。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
1.3单片机的特点
单片机是以工业测控对象、环境、接口特点出发向着增强控制功能，提高工业环境下的可靠性方向发展，主要特点如下：
(1)种类多，型号全
很多单片机厂家逐年扩大适应各种需要，有针对性的推出一系列型号产品，是系统开发工程师有很大的选择余地。大部分产品有较好的兼容性，保证了以开发产品能顺利移植，较容易的是产品进行升级代换。
(2)提高性能，扩大容量，性能价格比高
集成度已经达到300万个晶体管以上，总线速度达到数十微秒到几百纳秒，指令执行周期已经达到几微妙到数十纳秒，以往片外XRAM现已在物理上存入片内，ROM容量已经扩充达32K，64K,128K以致更大的空间。价格从几百到几元不等。
(3)增加控制功能，向真正意义上的‘单片’机发展
把原本是外围接口芯片的功能集成到一块芯片内，在一块芯片中构造了一个完整的功能强大的微处理应用系统。
(4)低功耗
现在新型单片机的功耗越来越小，供电电压从5V降低到了3.2V，甚至1V，工作电流从mA降到uA级，gz2频率从十几兆可编程到几十千兆赫。特别是很多单片机都设置了多种工作方式，这些工作方式包括等待、暂停、睡眠、空闲、节
电等。
(5)C语言开发环境，友好的人机互交环境
多数单片机都提供基于C语言开发平台，并提供大量的函数供使用，这使产品的开发周期、代码可读性、可移植性都大为提高。
1.4单片机的应用领域
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机，摄像机，全自动洗衣机的控制，以及程控玩具，电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人，智能仪表，医疗机械了。因此，单片机的学习，开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家，工程师。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分为如下几个范畴：
(1)在智能仪器仪表上的应用
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用与仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。
(2)在工业控制中的应用
用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。
(3)在家用电器中的应用
现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、
空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子称量设备，五花八门，无所不在。
(4)在计算机网络和通信领域中的应用
现在的单片机普遍具备通信接口，可以很方便的与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机、电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。
(5)在各种大型电器中的模块化应用
某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块应用，而不要求使用人员了解其内部结构，如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别与磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于ROM），由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。
在大型电路中，这种模块化应用极大的缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便与更换。
此外，单片机在工商，金融，科研，教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。
2任务分析与设计思路
2.1任务分析
2.1.1本次设计要求
运用所学单片机原理、模拟和数字电路等方面的知识，设计出一台交通信号灯，模拟路口交通信号。交通灯要求如下：
1）交通信号灯能够控制东西、南北两个方向的交通，红绿黄灯用对应颜色的发光二极管代替；
2）用四个2位数码管分别显示东、南、西、北方向的通行时间，东西或南北通行时间为30秒，红绿灯切换中间黄灯闪烁5秒。目前，我们接触到的交通灯都位于十字路口，假设实际情况为东西南北走向的十字路口，如下图2-1所示
图2-1 模拟路面设置显示图
东西南北各三盏灯，每三盏分别为红、黄、绿三种颜色，总共十二盏灯，而实际情况下，东西方向灯亮灭一致，南北方向灯亮灭一致，故只需要按东西为一组，南北为一组，两组交错亮灭来设计控制系统，即可达到交通灯系统的控制目的。根据以上分析那么只需要控制东南或者西北六盏灯亮灭规律就能实现控制，另外,两组对应一致就行了。根据设计要求，要求东西或者南北通行30秒，红绿灯切换中间黄灯闪烁3秒。那么要求绿灯亮放行，放行线，绿灯持续亮（通行时间）30秒，黄灯亮（警告提醒时间）3秒，红灯亮禁止通行，禁止线，为了简化设计，也为30秒。切换过程东西南北均为黄灯闪烁。
2.2设计思路
基于完成以上任务分析，结合所学有关知识，尤其是本学期所学关于单片机
的中断系统和定时、计数器的相关知识及应用，我们知道对于红、绿、黄两组各三盏灯的控制，可以通过把这六盏灯分别接到单片机的六个输出引脚，若用P1口进行输出，则分配如下图2-2所示
图2-2 AT89C51的六个引脚对应的输出显示图
通过对P1口P0～P5编程从而实现控制。而各盏灯的熄灭时间的延时情况，则用定时/计数和中断结合应用实现控制。而输出的时间显示则每个方向分别用两个发光二极管显示，十位接在P0口，个位接在P2口，对P0口P2口编程即可实现控制。
3总体设计
3.1单片机内部资源分布图
图3-1 单片机内部资源分布图
分析上图，并按其功能部件划分可以看出，MCS-51系列单片机是由8大部
分组成。这8大部分是：
1．一个8位中央处理器CPU（又称为微处理器）
CPU的内部结构是由运算器和控制器组成，是单片机的核心部件。其中包括算术逻辑运算单元、ALU、累加器ACC、程序状态字寄存器PSW、堆栈指针SP、寄存器SP寄存器P、程序计数器（指令指针）PC、指令寄存器IR、暂寄存器等部件。
2．128个字节的片内数据存储器RAM
片内数据存储器用于存放数据、运算结果。
3．4KB的片内程序存储器ROM或EPROM
用于存放程序、原始数据和表格。现在的改进产品里一般都换成了Flash
存储器。
4. 18个特殊功能寄存器SFR。
CPU内部包含了一些外围电路的控制寄存器、状态寄存器以及数据输入/输出寄存器，这些外围电路的寄存器构成了CPU内部的特殊功能寄存器。18个特殊功能寄存器SFR有3个是16位的，共占了21个字节。
5. 4个8位并行输入输出I/O接口。
P0口、P1口、P2口、P3口、（共32线），用于并行输入或输出数据。
6. 1个串行I/O接口，完成单片机与其他微机之间的串行通信。
7. 2个16位定时器/计数器T0、T1。
8. 一个具有5个（52子系列为6个或7个）中断源，2个可编程优先级的中断系统。它可以接收外部中断申请、定时器/计数器中断申请和串行口终端申请。
3.2单片机交通控制系统的基本构成及原理
图3-2 交通灯控制的基本构造显示图
单片机设计交通灯控制系统，可用单片机直接控制信号灯的状态变化，基本上可以指挥交通的具体通行，当然，接入LED数码管就可以显示倒计时以提醒行驶者，更具人性化。
据此，本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，由按键模块产生输入，信号灯状态模块，LED倒计时模块接受输出。系统的总体框图如上图3-2所示。
单片机上电后，系统进入正常工作状态，执行交通灯状态显示控制，同时将时间数据、倒计时输入到LED数码管上实时显示。
3.3软件结构框图
如下图3-3所示，图中描述的是基于单片机的交通灯设计的软件的结构运行
状态，其中主要说明主程序和子程序之间的运行关系：通过主程序的运行，到显示子程序的调用，从而实现功能模块的显示，而后在返回到主程序，依次循环完成软件的运行。
图3-3 软件结构框图
3.4软硬件分工
硬件实现实物连接，软件与硬件连接相对应，通过编写程序，使硬件实现期望的功能。说的形象些，软件相当于其内在本质功能，而硬件是将该功能表现出来，让人们可见罢了。
4详细设计
本设计使用的单片机为AT89C51.它是带有4K字节闪存的低电压高性能微处理器。其主要特性：与MCS-51兼容 4KFLASH存储器,寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全工作：0Hz-24MHz 三级程序存储器锁定128×8位内部RAM 32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路。
4.1设计电路
设计电路主要由两部分组成，一部分为P1口与十二个发光二极管连接电路，另一部分是P0、P2口与八个七段显示器相连的电路，下面分别详细说明。
4.2交通灯电路
设计中采用发光二极管作为交通灯来使用，单片机的I/O接口直接和交通灯（发光二极管）连接。在十字路口的四组红、黄、绿三色交通灯中，东西方向道路上的两组同色灯连接在一起，南北方向道路上的两组同色的灯也彼此连接在，受单片机P1.0-P1.5控制。
单片机的I/O接口与交通灯电路的具体连接方式为：P1.0-P1.2分别接东西方向的红、黄、绿共6个放光二极管，P1.3-P1.5分别接南北方向的红、黄、绿共6个发光二极管。12个发光二极管采用了共阳极的连接方式，因此I\O口输出低电平时，与之相连的发光二极管会发亮，I\O口输出高电平时，相应的发光二极管会灭。交通灯电路如图4-1所示：
图4-1（a）基于单片机红绿灯设计硬件图1
图4-1（b）基于单片机红绿灯设计硬件图2
4.2.1数码管的工作原理
该显示装置选用七段数码管来显示交通灯转换的剩余时间，根据控制要求，每个路口需要两个数码管，这样四个路口就要求八个数码管。有序AT89C51单片机的I/O作为输出时，具有较强吸收电流能力，因此我们可以选用共阳型数码管，这样由单片机的I/O就可以直接驱动，从而简化硬件电路的设计。四个路口倒计时显示被置在同一时刻显示相同的数字，期中P0口用来显示时间的十位，P2口用来显示时间的个位。电路如下图4-2所示
LED
本系统所使用的便是共阴极数码管。共阴极数码管是将所有发光二极管的阴极接在一起，形成一个公共极com，在使用时将com极接低电平。如果想让某段亮，将该发光二极管的阳极接高电平，则该发光二极管点亮。共阳极数码管是将所有发光二极管的阳极接在一起，形成一个公共极com，在使用时将com极接高电平。如果想让某段亮，将该发光二极管的阳阴极接低电平，则该发光二极管点亮。因此，将多个段的发光二极管点亮，可组合成需要显示的字符。LED点亮时压降一般为1.4V左右，驱动电流一般为10mA，因此在驱动电路中必须加入限流电阻，对于5V供电系统，限流电阻一般可取300欧姆左右。
4.2.2 I/O口扩展
在单片机应用系统中，经常用到简单的输入/输出接口，以实现数据的输入/输出，如读取键盘状态、驱动数码管显示或打印机打印等。
简单的I/O口扩展的实现：扩展8位数据并行输入的简单接口输入，以及8位数据并行输出的简单输出接口。
对于输入接口来说，只需要满足数据缓冲功能，以实现数据总线与外部设备的隔离。对输出接口而言，要满足数据的所存功能，以实现快速CPU与慢速外部设备的速度匹配，并隔离数据总线与外部设备。
要进行输入输出扩展，首先需要清楚单片机与简单输入接口芯片的信号。单片机按照三总线方式将信号分为数据信号、地址信号和控制信号；而简单输入接口芯片没有地址信号，只有数据信号和控制信号。
连接时，将单片机的数据信号与输入接口芯片的数据信号相连，将单片机的地址信号与读控制信号组合成输入接口芯片所需要的控制信号在与之相连。下面以74LS240为例，如图4-3所示，
74LS240是八单线驱动器（反码，三态输出）这种八缓冲器和线驱动器是为提高三态输出存储地址驱动器，时钟驱动器和总线定向接收器和发射器性能可和集成度而特意设计的。设计者可按需要将原码，反码输出。对称/G（有效低电平输出控制）
图4-3 74LS240引脚示意图
4.2.3单片机的RP1
单片机的RP1就是排阻，公共端是1#引脚，在此电路中连接到电源正极，用于上拉P0口的信号因为P0口内部开漏，必须靠上拉电阻才能输出高电平。这里用10K的时候是当单片机输出低电平时保证灌入P0口的电流很小，这样减小不必要的功耗，电阻过小可能会损坏IO；输出高电平1602需要的电流也很小活着说可以忽略。
图4-4 排阻RP1引脚示意图
4.2.4 单片机硬件结构
AT89C51在一块半导体芯片上集成了CPU、存储器、定时/计数器和各种I/O口等功能部件，具有一台微型计算机的属性其内部结构如图4-5所示.
89C51单片机内包含以下几个部件。
【1】微处理器（CPU）
【2】一个片内振荡器及时钟电路
【3】程序存储器（4KB Flash ROM）
【4】数据存储器（128B RAM）
【5】两个16位定时/计数器
【6】可寻址的64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储器空间的控制电路
【7】四个8位并行I/O端口
【8】一个可编程全双工串行口
【9】具有五个中断源，两个优先级嵌套的中断结构（0003H-000AH 外部中断0中断地址区、000BH-0012H 定时/计数器0中断地址区、0013H-001AH 外部中断1中断地址区、001BH-0022H定时/计数器1中断地址区、0023H-002AH 串行口中断地址区）
单片机的引脚一般有电源引脚、时钟引脚、控制引脚、输入/输出引脚【10】电源引脚
（1）GND:接地
（2）VCC：接+5V电源
【11】时钟引脚
（1）XTAL1：内部振荡电路反相放大器的输入端。使用内部振荡器时，是外接晶体的一个引脚。使用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。
（2）XTAL2：内部振荡电路反相放大器的输出端。使用内部振荡器时，是外接晶体的另一个引脚。使用外部振荡器时，此引脚悬空。
毕业设计 基于单片机的交通信号的灯控制系统 一． 综合实训的主要内容 1.设计任务 设计一单片机控制的交通信号灯系统，模拟城市十字路口交通信号灯功能。 2.基本功能要求 2.1 交通信号控制 直行车道红黄绿灯控制、左行车道绿灯控制、人行横道红绿灯控制。 2.2 通行时间显示 数码管倒计时显示通行时间。 2.3 时间参数设置存储 按键实现通行时间的设置，并存储到EEPROM （24C02）芯片中。 二． 硬件方案设计与论证 1. 显示模块设计 1.1倒计时时间显示 设计思想：由于该系统要求完成倒计时显示通行时间的功能，且考虑到实际的交通系统中车辆及行人通行时间不会超过一分钟，基于以上原因，我们考虑完全采用数码管显示，四个路口分别采用一个二位共阴极数码管进行显示。（其实物图见附录1图5.3） 图2.1 数码管原理图 原理图分析： 为了显示数字或字符，必须对数字或字符进行编码。七段数码管（a,b,c,d,e,f,g ）加上一个小数点(dp)，共计8段，构成一个字节，通过对这八段给予高低平使二极管 GND a b c d e f g dp g f e d c b a （a）
导通或截止，从而显示不同的数字或字符。系统中所使用的是2位共阴数码管（实物图见附录），其管脚从左上方起顺时针依次为1,a,b,e,d,2,g,f,dp,c。 1.2 状态灯显示 设计思想：由于该系统要求完成状态灯显示的功能，我们把各个路口的红灯和黄灯设成直行和左拐两个通行方式所共有，也就是说，一个路口只需四个状态灯，一个直行通行的绿灯，一个左拐通行的绿灯，一个共有的红灯，一个共有的黄灯，人行横道采用红绿灯控制，综上所述，我们共使用16个LED绿灯，12个LED红灯，4个LED黄灯来完成状态灯显示功能。 2.控制模块设计 2.1 设计思想 由于本系统结构简单，实现较容易，不需要大量的外围扩展，所以我们采用STC89C51单片机作为主控制器，STC89C51单片机具有体积小，功耗低，控制能力强，价格低、扩展灵活，使用方便等特点，其最小系统由振荡电路、复位电路构成。 2.2 最小系统原理图 图2.2 单片机最小系统原理图 原理图分析：51单片机最小系统由复位电路，振荡电路组成。振荡电路使用11.0592MＨz高精度晶振，振荡电容选择30pF瓷片电容；复位电路采用RC电路。 3.存储模块 3.1 设计思想：系统掉电存储模块采用串行E2PROM，它是基于IIC总线的存储器件，遵循二线制协议，其具有接口方便，体积小，数据掉电不丢失等特点。 3.2 24C02芯片原理图
题目：基于单片机的交通灯控 制器设计 院（系）：信息与通信学院 专业：微电子学 摘要 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。本系统由单片机系统、四位数码管显示、彩色LED交通灯演示系统组成。设计一个用于东西、南北走向的交通管理。南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为45秒、支干道每次通行间为30秒。本系统结构简单，操作方便；可实现自动控制，具有一定的智能性；对优化城市交通具有一定的意义。本设计将各任务进行细分包装，使各任务保持相对独立；能有效改善程序结构，便于模块化处理，使程序的可读性、可维护性和可移植性都得到进一步的提高。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理，用以控制过往车辆的正常运作。 关键词：交通灯；单片机；数码管
Abstract Shuttle crossroads vehicles, pedestrians bustling, car dealers lane pavements people, methodical. Rely on to achieve orderly order it? Is automated command system of traffic lights. The system consists of a microcontroller system, four digital display color LED traffic lights demo system. The design for the east and west, north-south traffic management. Lane of the north-south direction (the main road) and east-west direction (branch roads) lanes on two cross-road vehicles run alternately main road every passage time is set to 45 seconds, the branch roads between each passage 30 seconds. The system is simple in structure, easy to operate; achieve automatic control, smart has a certain significance; optimize urban traffic. The design of each task segments packaging, remain relatively independent of each task; effective to improve the structure of the program to facilitate modular treatment program readability, maintainability and portability have been further improved. With the rapid development of science and technology in recent years, the application of SCM is the deepening of the traditional control while driving detection technology is increasingly updates. Real-time detection and automatic control of microcomputer application system, the microcontroller is often as a core component to use microcontroller knowledge alone is not enough, should be based on the specific hardware structure of hardware and software combination, to be improved. This article come mainly from the application of SCM crossroads traffic lights intelligent management to control the normal functioning of the passing vehicles. Key words：traffic lights; microcontroller; digital tube
1 电源提供方案 为使模块稳定工作，须有可靠电源。因此考虑了两种电源方案：方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。 方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。综上所述，选择方案二。 2 显示界面方案 该系统要求完成倒计时功能。基于上述原因，我考虑了二种方案：方案一：采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，简单，方便。方案二：采用点阵式LED 显示。这种方案虽然功能强大，并可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等，但实现复杂，成本较高。 综上所述，选择方案一。 3 输入方案： 设计要求系统能调节灯亮时间，并可处理紧急情况，我研究了两种方案：方案一：采用8155扩展I/O 口及键盘，显示等。 该方案的优点是：使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O 口,但操作起来稍显复杂。 方案二：直接在I/O口线上接上按键开关。 由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用。
综上所述，选择方案二。 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。说明：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状态1，周而复始，即如图2.1所示： 图1 交通状态 本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器。实现以下功能：
毕业设计说明书 基于单片机的交通灯 控制系统设计 专业 电气工程及其自动化 学生姓名 郭 恒 燕 班级 BD 电气042 学 号 0420610228 指导教师 张 兰 红 完成日期 2008年6月10日
基于单片机的交通灯控制系统设计 摘要:对基于单片机的交通灯控制系统进行了设计。系统功能为：以MCS-51系列单片机作为控制核心，设计并制作交通灯控制系统，东西南北四个方向具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，用计时器显示路口通行转换剩余时间，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行状态。 在对系统功能分析的基础上，提出了三种设计方案，经比较，选择性能较优的LED动态循环显示方案进行了设计。设计包括硬件和软件两大部分。硬件部分包括单片机最小系统、时间显示、交通灯显示三部分。选用Atmel公司的AT89S52单片机作为控制核心，东西南北四个方向设置了LED时间显示和交通灯显示，时间显示采用三位LED显示器，交通灯显示则采用红绿双色高亮发光二极管来模拟。软件采用了模块化的设计方法，主要分为主程序、定时器中断服务子程序、倒计时显示子程序、交通灯模拟显示子程序四部分。 在实验板上制作了基于单片机的交通灯控制系统样机，对硬件和软件部分分别进行了调试，再进行了软硬件联调，得到的交通灯控制系统样机实物，可圆满地完成毕业设计任务书所要求的功能。 关键词: 交通灯；单片机；AT89S52
基于单片机的交通灯控制系统设计 1 概述 1.1 课题研究背景与意义 随着经济的增长和人口的增加，人们生活方式不断变化，人们对交通的需求不断增加。城市中交通拥挤、堵塞现象日趋严重，由此造成巨大的经济与时间损失。资料显示，对日本东京268个主要交叉路口的调查估计表明：每年在交叉路口的时间延误，折成经济报失为20亿美元；而在我国北京市，当早晚交通高峰时，交叉路口处的排队长度竟达1000多米，有的阻车车队从一个交叉路口延伸到另一个交叉路口，这时一辆车为通过一交叉路口，往往需要半个小时以上，时间损失相当可观。 我国是一个历史悠久、人口众多的国家，城市数量随着社会的发展不断增多。随着城市化进程的大大加快，诱发的交通需求急剧增长，供需矛盾不断激化，严重的交通问题也随之而来。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊，这一切要归功于城市交通控制系统中的交通灯控制系统。交通灯控制系统对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果，使城市交通得以有效管理。 交通灯可以采用PLC、单片机等控制方法。利用单片机实现对交通信号灯的实时控制，只要采用一块单片机，加上简单的接口与驱动放大电路，即可实现，具有成本低，可靠性高的特点。 1.2 课题设计内容 本课题对基于单片机的交通灯控制系统进行设计。以MCS-51系列单片机为控制核心，设计并制作交通灯控制系统，用于十字路口的车辆及行人的交通管理。东西南北四个路口具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，并分别用计时器显示路口通行转换剩余时间，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行状态。 设计交通灯控制系统硬件电路与软件控制程序，对硬件电路与软件程序分别进行调试，并进行软硬件联调，要求获得调试成功的实物。 2 系统设计 2.1 设计方案论证 根据设计内容要求，提出了如下三种方案： 方案一：采用AT89S52单片机作为控制核心，采用四组高亮红绿双色二极管作
重庆三峡职业学院 课程设计 课题名称交通灯控制系统设计 交通灯控制系统设计 摘要：本系统由单片机最小系统、按键（开关）、LED显示等等组成交通灯演示系统。 系统用红、黄、绿三个发光二极管模拟交通灯的红灯、黄灯、绿灯的功能。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时（15秒）、时间设置、紧急情况（按键模拟传感器）处理等功能。 关键词：AT89C51,交通规则 弓I 言:随着日新月异的电子变革，电子产品发生了突飞猛进的巨变，而在其中AT89C51扮演着一个重要的角色，AT89C51单片机具有广泛性、工具性、基础性的几个特点。单片机应成为中等技术人员的重要技术知识层面。近年来，我国工程技术队伍的梯队建设有了很大的进展。各类高职、高专如雨后春笋，涉电专业普遍开设单片机类课程。直观性表现在尽可能让我们在学习基本原理时能直观地看到相关实物及实物表演，使基本原理能实现形象化的表达；实践性表现在我们要通过许多实际操作来理解与掌握单片机的本质与技能；综合性表现在最终能使我们达到运用知识与技能来完成一个应用系统开发的全过程，有助于大学生动手能力的培养和提高，课程设计就是一门应用性很强的课程。如何让我们在学好基础知识的同时，迅速掌握设计应用技术，其中，实验与课程设计环节起着非常重要的作用。对我们学习和掌握单片机设计技术起到积极的作用。
一、方案比较、设计与论证
(1)电源提供方案 为使模块稳定工作，须有可靠电源。我们考虑了两种电源方案 方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统线路变复杂，且可能影响系统各模块的电路电平。 方案二：采用干电池提供电源。该方案的优点是系统简明扼要，线路易于梳理，节约成本；缺点是输出功率不高。 综上所述，我们选择第二种方案。 (2)显示界面方案： 该系统要求完成数码管倒计时(15s)、状态灯发光二极管(红、黄、绿)的显示功能。基于上述原因，我们考虑了二种方案： 方案一：东西南北四个方向分别采用两位数码管显示倒计时。这种方案只显示有限的符号和数码字苻，并且制作PCB图时有许多的线相交，线路十分的复杂，不易制作原理图与PCB图，无法胜任题目要求。 方案二：东西南北四面各自采用红、黄、绿三个发光二极管显示，采用一个两位数码管显示倒计时，主要优点是易于调整元件在硬制板上摆放的位置，同时也易于PCB图的制作。 综上所述，我们选择方案二。 (3)输入方案： 题目要求系统能即时的处理外部紧急情况产生的中断，我们讨论了两种方案: 方案一：采用矩阵键盘。该方案的优点是： 可提供较多I/O 口，实现更多的外部中断。直接站单片机的接口少的特点，但操作起来稍显复杂，而且编程也趋于复杂。 方案二：直接在IO 口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路。 由于该系统对于交通灯等发光二极管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，只要一个开关来模拟一个外部的紧急中断，且本身的计数器及RAM E经够用，故选择方案二。 (4)系统方案： 本系统的硬件采用模块化设计，以单片机控制器为核心，与LED信号灯电路等组成单片机控制信号系统? 单 片 机
1选题背景 今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。 信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作人员的劳动强度。 关键词：AT89C51;7448，LED 2方案论证 2.1设计任务 设计基于单片机的智能交通红绿灯控制系统，要求能通过按键或遥控器设置系统参数，系统运行时，“倒计时等信息”能通过数码管或点阵发光管显示，设计时应考虑交通红绿灯控制的易操作性及智能性。以单片机的最小系统为基础设计硬件，用汇编语言、或C语言设计软件。通过本设计可以培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握Mcs51单片机的硬件与软件设计方法，从而将学到的理论知识应用于实践中，为将来走向社会奠定良好的基础。 东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮时车辆及行人小心通过。红灯的设计时间为45秒，绿灯为40秒，黄灯为5秒。 2.2 方案介绍 方案1设计思想： 采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器，选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状 态的转换，由于每一个模块的计数多不是相同，这里的各模块是以预置数和计数器计 数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输 入要产生相应状态的下一个状态的预置数，如图中A道和B道,分别为次干道的置数选 择和主干道的置数选择。 方案2 设计思想： 由两个传感器监视南北方向即A道与东西方向即B道的车辆来往情况，设开关K=1 为有车通过，K=0为没有车通过。则有以下四种情况： Ka=1时：Kb=0，表示A有车B没有车，则仅通行B道：
关键词：AT89C51;7448，LED 2方案论证 2.1设计任务 设计基于单片机的智能交通红绿灯控制系统，要求能通过按键或遥控器设置系统参数，系统运行时，“倒计时等信息”能通过数码管或点阵发光管显示，设计时应考虑交通红绿灯控制的易操作性及智能性。以单片机的最小系统为基础设计硬件，用汇编语言、或C语言设计软件。通过本设计可以培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握Mcs51单片机的硬件与软件设计方法，从而将学到的理论知识应用于实践中，为将来走向社会奠定良好的基础。 东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮时车辆及行人小心通过。红灯的设计时间为45秒，绿灯为40秒，黄灯为5秒。 2.2 方案介绍 方案1设计思想： 采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器，选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状 态的转换，由于每一个模块的计数多不是相同，这里的各模块是以预置数和计数器计 数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输 入要产生相应状态的下一个状态的预置数，如图中A道和B道,分别为次干道的置数选 择和主干道的置数选择。 方案2 设计思想： 由两个传感器监视南北方向即A道与东西方向即B道的车辆来往情况，设开关K=1 为有车通过，K=0为没有车通过。则有以下四种情况： Ka=1时：Kb=0，表示A有车B没有车，则仅通行B道： Kb=1,表示A有车B有车，则优先通行A道； Ka=0时：Kb=0表示A没有车B也没有车，同样优先通行A道； Kb=1表示A没有车B有车，则仅通行B道。 方案比较： 方案1用了模块设计，而方案2采用逻辑设计，相比之下1有较强的可读性和较强 的可修改性，而2则在设计上显得较简单，设计纯朴，便于测试，它的优势则在于提供
江西科技师范大学 通信与电子学院《单片机应用技术》实训报告实训题目：模拟交通灯 小组成员：龚石冲罗仁敏曾建伟 班级：12电子科学与技术 指导老师：熊朝松
一、实训选题内容、要求 交通模拟灯 要求： 1、南北方向为主干道，东西方向为支路；主干路绿灯时间为45秒，红灯时间为35秒； 支路绿灯时间30秒，红灯时间为50秒，两个方向的黄灯时间都为4秒； 2、使用定时器实现时间的倒计时；用显示部件显示主干道路的倒计时变化； 3、设计三个外部按钮，分别用以手动控制紧急情况下两个方向同时禁通过；南北方向 长时间通过（不显示时间倒计时变化）；东西方向长时间通过；释放按钮后则正常 通行。 二、实训计划和人员安排 经小组人员商定，分工完成任务，在课余时间完成。 若其中遇到什么问题，大家聚在一起讨论解决。具体分工如下： 1、程序编写：龚石冲 2、实体焊接：龚石冲 3、实训报告：罗仁敏 4、视频及PPT：曾建伟 三、实训选题分析 交通灯由东西南北四向灯，倒计时显示，人行横道通行指示标志等部分组成。其中东西南北四向灯中的每一向都由红、黄、绿三色灯组成；东西为一组，南北为一组。黄灯在红绿灯之间转换时亮。倒计时显示表示红、黄、绿灯亮时所剩时间。由于人行横道通行指示标志与红灯是同步的，所以在模拟交通灯时省略。交通会遇到一些突发情况。因此交通信号灯要设定一些特定功能，以防不时之需。 整个电路由单片机完成，控制部分由软件完成，硬件只负责响应。 四、方案设计 方案一：主控系统采用AT89C51单片机作为控制器，由定时器1间接控制通行倒计时及南北和东西的通行。由按键开关完成禁止通行，东西 通行，南北通行。 方案二：主控系统采用AT89C51单片机作为控制器，由延时函数完成信号灯
四川现代职业学院《单片机原理及应用》课程设计红绿灯实训报告 题目：红绿灯项目设计报告 系别：电子信息技术系 专业：电子信息工程技术 组员：贺淼、纪鹏、邵文稳 指导老师：陶薇薇 2014年7月12日
摘要 交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。本系统采用STC89C52点单片机以及数码管为中心器件来设计交通灯控制器，实现了南北方向为主要干道，要求南北方向每次通行时间为30秒，东西方向每次通行时间为25秒。启动开关后，南北方向红灯亮25秒钟，而东西方向绿灯先亮20秒钟，然后闪烁3秒钟，转为黄灯亮2秒钟。接着，东西方向红灯亮30秒钟，而南北方向绿灯先亮25秒，然后闪烁3秒钟，转为黄灯亮2秒钟，如此周而复始。 软件上采用C语言编程，主要编写了主程序，中断程序延时程序等。经过整机调试，实现了对十字路口交通灯的模拟。
目录 （一）硬件部分--------------------------- 3 1.1 STC89C52芯片简介-----------------------3 1.2 主要功能特性---------------------------4 1.3 STC89C52芯片封装与引脚功能-------------5 1.4 基于STC89C52交通灯控制系统的硬件电路分析及设计-------------------------------------------10 （二）软件部分----------------------------14 2.1 交通灯的软件设计流程图-----------------14 2.2 控制器的软件设计-----------------------15 （三）电路原理图与PCB图的绘制-------------16 3.1 电路原理图的绘制（见附录二）----------16 3.2 PCB图的绘制（见附录三）---------------16 3.3 印刷电路板的注意事项------------------16 （四）调试及仿真---------------------------------------19 4.1 调试----------------------------------19 4.2 仿真结果------------------------------20 （五）实验总结及心得体会---------------------------21 5.1 实验总结-----------------------------------------------21 5.2 实验总结-----------------------------------------------22 附录程序清单---------------------------22
通过单片机仿真交通灯
第一章概述 1.设计内容： 用AT89S52单片机控制一个交通信号灯系统，晶振采用12MHZ。 设A车道与B车道交叉组成十字路口，A是主道，B是支道。设计要求如下：用发光二极管模拟交通信号灯，用按键开关模拟车辆检测信号。正常情况下，A、B两车道轮流放行，A车道放行50s，其中5s用于警告；B车道放行30s，其中5s 用于警告。交通繁忙时，交通信号灯控制系统应有手控开关，可人为地改变信号灯的状态，以缓解交通拥挤状况。在B 车道放行期间，若A车道有车而B车道无车，按下开关K1 使 A车道放行15s；在 A车道放行期间，若B车道有车而A车道无车，按下开关K1 使B 车道放行15s。有紧急车辆通过时，按下K2开关使 A、B车道均为红灯，禁行20s。 2.设计目的： 1）进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。 2）掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。 3）通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法。 4）通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。 5）通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，为我们今后从事相应工作打下基础。 3.设计原理： 利用“自动控制”控制交通灯的方法。将事先编制好的程序输入单片机，利用单片机的定时、查询、中断功能；能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况，采用查询的方式，根据具体情况，自动给予时间通行，其中利用中断方式来处理特殊情况。这样既方便驾驶员、路人，同时还可以紧急处理一些紧急实况。同样具有红、黄、绿灯的显示功能，为驾驶员、路人“照明”。 使用AT89C51单片机控制 4个方向的交通灯（红﹑黄﹑绿）并用数码管显示其时间。
第一章单片机概述 单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路器件。它在一块芯片内芯片内集成了计算机的各种功能部件，构成一种单片式的微型计算机。20世纪80年代以来，国际上单片机的发展迅速，其产品之多令人目不暇接，单片机应用不断深入，新技术层出不穷。 单片机的应用技术是一项新型的工程技术，其内涵随着单片机的发展而发展。由于MCS-51系列的单片机的模块化结构比较典型、应用灵活，为许多大公司所采纳，使8051系列的单片产品日新月异。在Intel公司20世纪80年代初推出MCS-51系列单片机以后，世界上许多著名的半导体厂商相继生产和这个系列兼容的单片机，使产品型号不断地增加、品种不断丰富、功能不断加强，在国内外单片机应用中占有重要地位。由于单片机具有功能强、体积小、价格低等一系列优点，在各个领域都有广泛的应用，有力地推动了各行各业的技术改造和产品更新换代。 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，
产品更新换代的节奏也越来越快。 第二章MSC-51芯片简介 8051是MCS-51系列单片机的典型产品。 8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明： ·中央处理器：
中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 ·数据存储器(RAM) 8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM 只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 ·程序存储器(ROM)： 8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。 ·定时/计数器(ROM)： 8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 ·并行输入输出(I/O)口： 8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。 ·全双工串行口： 8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
单片机原理及应用 课程设计报告 系别：物理系 专业：电子信息工程 指导教师： 班级： 1504 学号： 姓名： 课程设计任务书 院（系）：专业：
目录
LED灯电路的设计 (7)
一、绪言 近年来，随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，正在不断的应用到实际生活中，并且根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。 二、方案比较与论证 系统整体流程图 单片机的选择方案论证
方案一：采用可编程逻辑期间CPLD 作为控制器。CPLD可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、IO资源丰富、易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模控制系统的控制核心。但本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不是非常高，且从使用及经济的角度考虑我们放弃了此方案 方案二：采用Atmel公司的单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU 和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C051是它的一种精简版本。AT89C51为很多提供了一种灵活性高且价廉的方案。 综合考虑，选择方案二，采用Atmel公司的AT89C51单片机作为控制器。 89C51单片机引脚功能说明 VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL 门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为输入。P0能够用于外部程序数据，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程
单片机课程设计报告交通灯控制系统设计
摘要 本设计是针对交通灯系统的设计，由单片机AT89C51（实物用AT89S52）、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。单片机是把微型计算机的各功能部件集成在一块芯片中，构成的一个完整的微型计算机。AT89C51单片机是MC-51中的子系列，是一组高性能兼容型单片机，AT89C51是一个低功耗高性能的CMOS 8位单片机，40个引脚，片内含4KB Flash ROM和128B RAM，它是一个全双工的串行通行口，既可以用常规编程，又可以在线编程。 本设计中的数码管的选通采用的方法是动态显示，对每一位数码分时轮流通电显示，复位电路采用上电+按钮电平复位，时钟电路采用内部时钟产生方式。对特殊情况的处理采用中断处理方式，在中断处理程序中采用对管脚的状态查询扫描，已采取相应情况的处理。 对设计方案进行电路硬件设计，并将已编程的程序载入调试，可以得到理想的实验效果。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能.具体功能是假如 A 道和B道上均有车辆要求通过时，A、B道轮流放行。A道放行 25秒，B道放行20秒。一道有车而另一道无车，交通灯控制系统能立即让有车道放行。有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K2 开关模拟。绿灯转换为红灯时黄灯亮 1秒钟。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。
目录 1引言.......................................................................................................................................... - 1 - 1.1交通灯的重要作用........................................................................................................... - 1 -1.2该交通灯系统的特点....................................................................................................... - 1 -2系统总体方案及硬件设计 ......................................................................................................... - 2 - 2.1原理框图........................................................................................................................... - 2 -2.2设计功能........................................................................................................................... - 2 - 2.3交通灯控制系统各部分硬件组成................................................................................... - 2 - 2.3.1复位部分.................................................................................................................... - 2 - 2.3.2时钟电路部分............................................................................................................ - 3 - 2.3.3路口指示灯部分........................................................................................................ - 3 - 2.3.4显示部分.................................................................................................................... - 3 -2.4元器件清单....................................................................................................................... - 4 -3软件设计..................................................................................................................................... - 5 - 3.1交通灯控制系统软件流程图及程序分析....................................................................... - 5 - 3.1.1主程序流程图及程序模设计.................................................................................... - 5 - 3.1.2INT0中断服务程序流程图及程序模设计.............................................................. - 6 -3.2路口指示灯部分............................................................................................................... - 7 - 3.3显示部分........................................................................................................................... - 7 - 4. Proteus软件仿真 ..................................................................................................................... - 8 - 5 课程设计体会......................................................................................................................... - 10 -参考文献....................................................................................................................................... - 10 -附1：源程序代码 (13) 附2：系统原理图 (20)
二○一六～二○一七学年第一学期 电子信息工程系 电子产品策划与设计 报告书 班级： 课程名称： 学生姓名： 学号： 指导教师： 二○一六年十二月
基于单片机的交通信号灯 一、设计要求 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。初始状态为状态1，南北方向绿灯通车，东西方向红灯。经过一段时间（25S ）转换状态2，南北方向亮黄灯，延时5S ，东西方向仍然红灯，再转换到状态3，东西方向绿灯通车，南北方向红灯。过一段时间（25S ）转换到状态4，东西方向绿灯亮黄等，延时5S ，南北方向仍然红灯。最后循环至南北绿灯，东西红灯。在这些状态下，有时钟倒数计时。 二、电路设计及原理分析 1、本设计由STC82C52最小系统模块，电源供电模块，交通信号灯模块，显示倒计时模块。 2、路口交通指挥系统示意图如下所示：（本设计实物中东西、南北方向各做一个） 黄干3、设计的方案如下： （1）本设计采用单片机89C52作为控制器，通行时间及等待时间使用数码管以倒计时的方式显示，使用单片机P0.2-P0.4口控制东西方向的车辆通行；使用单片机P0.5-P0.7口控制南北方向车辆的通行；用P0.1-P02口控制两位共阴极数码管的选通；用P3.3口作为紧急情况东西南北方向全部红灯。 （2）方案中设计有由人工控制的复位电路。 （3）考虑到紧急情况获交通管制阶段需要路段不通车，本方案设计有东西南北四个方向全为红灯的设计。 综上所诉，该产品的实现需要单片机模块，晶振模块，复位模块，中断信号模块，交通灯模块，倒计时数显模块，电源供电模块。 三、焊接及安装调试过程
单片机原理及应用课程设计报告 系别：物理系 专业：电子信息工程 指导教师： 班级：1504 学号： 姓名： 2018.5
课程设计任务书 目录
一、绪言 (1) 二、方案比较与论证 (1) 2.1 系统整体流程图 (1) 2.2 单片机的选择方案论证 (1) 2.3 89C51单片机引脚功能说明 (2) 2.4单片机最小系统 (5) 三、硬件电路设计 (6) 3.1 交通灯控制系统电路图 (6) 3.2 晶振电路的设计 (7) 3.3 LED灯电路的设计 (7) 3.4 主要元器件选择 (8) 四、程序设计 (8) 五、交通灯控制系统仿真 (10) 六、结束语 (11) 七、参考文献 (11)
一、绪言 近年来，随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，正在不断的应用到实际生活中，并且根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。 二、方案比较与论证 2.1 系统整体流程图 2.2 单片机的选择方案论证 方案一：采用可编程逻辑期间CPLD 作为控制器。CPLD可以实现